Какова Вычислительная Физика?
Вычислительная физика - область, которая использует и существующие формулы физики и числовые алгоритмы, чтобы сделать крупномасштабные вычисления с компьютерами, которые были бы чрезвычайно длительными и утомительными, чтобы выступить вручную. По существу, это - ответвление физики, которая касается создания математических моделей и растворов при использовании компьютеров и программирования. Математические модели, которые физики стремятся создавать часто, включают огромное количество информации, которое требует, чтобы очень мощные компьютеры обработали.
точная классификация вычислительной физики в полной области физики часто обсуждается. Некоторые полагают, что это ответвление теоретической физики, поскольку это имеет тенденцию быть связанным с областями физики, которые являются все еще очень теоретическими с небольшим количеством твердой экспериментальной поддержки. Другие полагают, что это нужно считать ответвлением экспериментальной физики, поскольку данные, используемые обычно, прибывают из экспериментов. По большей части, тем не менее, ученые соглашаются, что это падает где-нибудь промежуточный две дисциплины, и имеет и теоретические и экспериментальные изделия.
Современная физика полагается в большой степени на компьютеры, чтобы выработать большую часть сложных математических аспектов экспериментов и теорий. Области физики, такие как астрофизика, гидромеханика, и физика ускоряющей добавки и зависят от программирования и вычисления. В физике ускоряющей добавки, например, компьютеры должны контролировать, сделать запись, и проанализировать обширные количества информации каждый раз, когда с частицами сталкиваются в ускорителе частиц. Вычислительная твердая физика пытается обнаружить связь между атомными свойствами твердых частиц и их крупномасштабными свойствами, анализируя большое количество информации о твердых частицах на молекулярном уровне.
Есть много других задач, решенных посредством вычисления, которое может быть свободно сгруппировано под областью вычислительной физики. Часто, такие задачи как решение разности и интегральных уравнений или оценки очень больших матриц используются, чтобы сделать вычисления о физических системах. Эти задачи могли легко быть классифицированы любой как чистая математика, которая является математикой, выполненной просто ради математики. Однако, когда выполнено, чтобы различить информацию, связанную с физикой, они могут так же, как легко отнестись к категории вычислительной физики.
Много колледжей предлагают курсы в вычислительной физике, хотя любая предуниверситетская инструкция в области редка. Вводные курсы колледжа имеют тенденцию преподавать основные программные принципы и как применить их к проблемам, касающимся физики. Более поздние курсы, часто ведомые на уровне цилиндра с делениями, преподают, как управлять и решить большие проблемы, составленные из больших количеств данных с помощью алгоритмов и продвинутых практик программирования.